最近在九度oj上看了几个关于大数的问题,特意在这里总结一番。
要知道我们要将一个1000多位的十进制数转换为二进制数,是没有哪个类型能装得下的,所以在这里我们的手动模拟辗转相除法。实现将一个很长的十进制数字符串转换成二进制的字符数组。
首先我们来看看这些int,long等等的取值范围,明白它们到底可以存多大,我们才能放心到底什么时候可以用,什么时候不可以用。
数据类型名称 | 字节数 | 别名 | 取值范围 |
int | * | signed,signed int | 由操作系统决定,即与操作系统的"字长"有关 |
unsigned int | * | unsigned | 由操作系统决定,即与操作系统的"字长"有关 |
__int8 | 1 | char,signed char | –128 到 127 |
__int16 | 2 | short,short int,signed short int | –32,768 到 32,767 |
__int32 | 4 | signed,signed int | –2,147,483,648 到 2,147,483,647 |
__int64 | 8 | 无 | –9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807 |
bool | 1 | 无 | false 或 true |
char | 1 | signed char | –128 到 127 |
unsigned char | 1 | 无 | 0 到 255 |
short | 2 | short int,signed short int | –32,768 到 32,767 |
unsigned short | 2 | unsigned short int | 0 到 65,535 |
long | 4 | long int,signed long int | –2,147,483,648 到 2,147,483,647 |
long long | 8 | none (but equivalent to __int64) | –9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807 |
unsigned long | 4 | unsigned long int | 0 到 4,294,967,295 |
enum | * | 无 | 由操作系统决定,即与操作系统的"字长"有关 |
float | 4 | 无 | 3.4E +/- 38 (7 digits) |
double | 8 | 无 | 1.7E +/- 308 (15 digits) |
long double | 8 | 无 | 1.7E +/- 308 (15 digits) |
wchar_t | 2 | __wchar_t | 0 到 65,535 |
类型标识符 | 类型说明 | 长度 (字节) |
范围 | 备注 |
char | 字符型 | 1 | -128 ~ 127 | -27 ~ (27 -1) |
unsigned char | 无符字符型 | 1 | 0 ~ 255 | 0 ~ (28 -1) |
short int | 短整型 | 2 | -32768 ~ 32767 | 2-15 ~ (215 - 1) |
unsigned short int | 无符短整型 | 2 | 0 ~ 65535 | 0 ~ (216 - 1) |
int | 整型 | 4 | -2147483648 ~ 2147483647 | -231 ~ (231 - 1) |
unsigned int | 无符整型 | 4 | 0 ~ 4294967295 | 0 ~ (232-1) |
float | 实型(单精度) | 4 | 1.18*10-38 ~ 3.40*1038 | 7位有效位 |
double | 实型(双精度) | 8 | 2.23*10-308 ~ 1.79*10308 | 15位有效位 |
long double | 实型(长双精度) | 10 | 3.37*10-4932 ~ 1.18*104932 | 19位有效位 |
具体的转换思想(转载):在数据结构课关于栈的这一章中,我们都学过用“模2取余法”来将一个10进制数转换为一个二进制数,进而可以推广到“模n取余法”,经其转换为n进制(n任意指定)。
确实,这是一个很基础的题目,可你是否想过如果这个10进制数是一个大数(其位数可能上千位,此时用一般数据类型肯定是会溢出的),那么这个问题又如何来求解呢?
当然,也许你会说很简单嘛,自己写一个大数类(当然至少要写一个大数除法才行),或者你用的是Java这种现代化语言,就更轻松了,直接用BigInteger这样的大数类就可以来表示一个大数,进而用书上教的方法来实现。
但是,真的需要用到大数类吗?事实上,“杀鸡焉用牛刀“,我们在纸上模拟一番上述运算后就可以发现,只要做一些小小的改进,就可以在不使用大数的情况下,也可以通过“模n
取余”的原理来实现大数的进制转换的。(当然,整体的思想仍然是“模n取余”原理!!!)。
举个简单的例子,就比如说把10进制数12转换为2进制形式,书上的方法可以用下图来表示
按照 “先余为低位,后余为高位“这条铁律,其结果为1100.
这是书上教我们的常规思路(可惜按这个的话,大数是没法考虑的,因为假如这里不是12,而是一个1000位的大数,由于是是对大数的整体进行取余运算,不使用大数类及其
除法操作,又如何得以进行呢?),可我们的目的是不使用大数类,那么现在我们就来换一个视角来看这个问题,12是一个十位数,十位上是1,个位上是2,按照我们正常的
思维来看,这个计算应该是下面这样的:
那么我们发现在第一轮运算时,十位上的1作为被除数,2作为除数,得到的商是0,余数是1(可以断言只考虑当前这一个数位的计算,余数或是0,或是1,若是1的话,则进
下一数位(这里即对个位进行运算)时,要用1乘上进制(这里是10)再加上下一个数位上的值(这里是2)),即得到运算进入个位时被除数是12,除数是2,得到的商是6,
数是0。第一轮运算的结果是商是06,余数是0.
进入第二轮运算,则上一轮的商6(这里首先要去掉前面多余的0)变成本轮的被除数,如此下去,即可得到每轮的余数。
推广开来,如果被除数是一个1000位的大数,例如“12343435154324123……342314324343”
那么我们照样可以从第一个数位开始逐位考虑,比如第一位是1(作为被除数),2是除数,得到的商是0,余数是1,然后是第二个数位2,由于上一位留下了余数1,则此时被
除数应该是1*10+2 = 12,所以得到的商是6,余数是0,即运算到此时的商是06,然后是第三个数位3,由于上一个数位留下的余数是0,所以此时被除数就是3,。。。如此下去
就完成第一轮的运算,这一轮完毕后,需要把得到的商变成下一轮的被除数,继续上述的运算,直到被除数为0才停止。
1 /*题目1138:进制转换 2 题目描述: 3 将一个长度最多为30位数字的十进制非负整数转换为二进制数输出。 4 */ 5 #include "stdafx.h" 6 #pragma warning(disable:4996) 7 #include <stdio.h> 8 #include <cstring> 9 #include <string> 10 #include <iostream> 11 using namespace std; 12 char binvec[1001]; 13 14 15 void tenToBin(string str) 16 { 17 int j=0; 18 int sum=1; 19 int len=str.size(); 20 21 while (sum) 22 { 23 sum=0; 24 for (int i=0;i<len;++i) 25 { 26 int temp=(str[i]-‘0‘)/2; 27 sum+=temp; 28 if (i==len-1) 29 { 30 binvec[j++]=(str[i]-‘0‘)%2+‘0‘; 31 }else 32 { 33 str[i+1]=str[i+1]+(str[i]-‘0‘)%2*10;//算出下一个被除数 34 } 35 //记录该次得出的商 36 str[i]=temp+‘0‘; 37 } 38 } 39 40 41 } 42 void resout() 43 { 44 //逆序 45 int len1=strlen(binvec); 46 for (int i=0,j=len1-1;i<len1/2;++i,--j) 47 { 48 char temp=binvec[j]; 49 binvec[j]=binvec[i]; 50 binvec[i]=temp; 51 } 52 cout<<binvec<<endl; 53 } 54 int main() 55 { 56 string str; 57 while(cin>>str) 58 { 59 memset(binvec,‘\0‘,sizeof(binvec)); 60 tenToBin(str); 61 resout(); 62 } 63 return 0; 64 }